采准巷道布置讲义课件.ppt

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1、第七章 矿井采准巷道布置 和生产系统,7-1 概述7-2 采区巷道布置和采区生产系统,井田阶段（水平）采区(带区、盘区)区段(分段、分带)回采工作面,7-1 概述,井田阶段（水平）采区(带区、盘区)区段(分段、分带)回采工作面,7-1 概述,1. 有关基本概念采区水平或阶段内沿煤层走向划分成若干部分，每一部分开掘一系列巷道、硐室和配备相应的机械设备，构成完整的出煤、运料、排矸、通风、排水和动力供应等系统，该部分称为采区。,1. 有关基本概念,上山采区和下山采区按采区主要斜巷与水平（阶段）运输大巷相对位置关系，在其浅部一侧（上山部分）称为上山采区，该采区主要斜巷称为采区上山；在其深部一侧（下山部

2、分）称为下山采区，该采区主要斜巷称为采区下山。,1. 有关基本概念,单翼采区和双翼采区采区上（下）山布置在采区沿走向的一侧，仅为一翼的采煤工作面服务的采区称为单翼采区；采区上（下）山布置在采区沿煤层走向的中部，在其两翼可分别布置回采工作面进行回采，这样的采区称为双翼采区。,1. 有关基本概念,单一煤层采区和联合布置采区采区主要巷道仅为一个煤层开采服务，称为单一煤层采区；采区主要巷道为邻近几个煤层开采服务，称为联合布置采区。,1. 有关基本概念,采区前进式和采区后退式 (采区之间的开采顺序) 同一水平（阶段）内，自井筒附近的采区向井田边界的采区依次接替开采，称为采区前进式；由井田边界采区向井田中

3、央采区依次接替开采，称为采区后退式。,采区前进式和采区后退式,1、2、3等为采区编号,1. 有关基本概念,区内前进式、区内后退式和往复式回采 (工作面的开采顺序) 区段内的回采工作面，自采区上（下）山附近开始回采，向采区走向边界推进的开采顺序，称为区内前进式；工作面自采区边界向采区上（下）山方向推进，称为区内后退式；上、下区段间前进式、后退式交替使用的开采顺序，称为往复式回采。,区内后退式开采优点,事先掘出回采巷道再采煤，不在采空区内维护巷道，便于巷道支护；掘进和回采分期进行，无同时采、掘的相互干扰；采空区瓦斯不易向巷道风流内排放；煤层自然发火，易于密闭防火；先掘进，有利于了解煤层变化等。,2

4、.矿井准备方式分类,2.1按煤层赋存条件分类 分类：采区式、盘区式及带区式。2.2井田划分为阶段 采区：广泛采用；分段：急倾斜煤层开采带区：12以下煤层 多个分带组成带区。2.3井田不划分为阶段，而直接划分为盘区 盘区应用：近水平煤层,矿井采区准备方式示例,3. 采准巷道布置的原则,利于矿井合理集中生产，使开采区有较大的生产能力和增产潜力；尽量简化巷道系统，减少巷道掘进和维护工程量，减少设备占用台数和生产费用；具备完善的生产系统，且有利于提高开采区机械化程度；开采区回采率高，煤炭损失少；安全条件好。,7-2 采区巷道布置和采区生产系统,1. 薄及中厚煤层单层采区布置 单一煤层采区准备,7-2

5、采区巷道布置和采区生产系统,1. 薄及中厚煤层单层采区布置 单一煤层采区准备,1. 薄及中厚煤层单层采区布置,煤层群单层采区准备利用石门联系各单层采区巷道,1.薄及中厚群单层采区布置,1.1采区内巷道掘进顺序 原则：巷道掘进尽快构成通风系统；尽量采用平行作业。 双巷掘进：同时掘进本区段运输平巷和下区段回风平巷，沿走向间隔80100m 掘两巷的联络斜巷。单巷掘进：仅掘出本区段运输平巷。下区段回采前，再掘下区段回风平巷， 两巷间不发生联系。,区段巷道掘进顺序,双巷掘进单巷掘进,1.薄及中厚群单层采区布置,1.2 采区生产系统 运煤系统 运料、排矸系统 通风系统 供电系统 压气和供水系统,1.薄及中

6、厚群单层采区布置,1.3 采区巷道布置特点 一组上山、硐室和车场只为一个煤层开采服务，或者说各煤层单独布置采区； 同大巷相联的石门贯穿若干煤层采区； 应解决的主要问题：采区走向长度；合理布置上山（位置）；区段划分；采区车场形式等。,2.近距离煤层群联合布置采区,定义：几个近距离煤层共用一套采区上山、硐室、车场(包括区段集中平巷)等巷道，并用适当形式的巷道将各煤层联系起来，构成了联合布置采区。示例： 煤层倾角 ，M1 2.0m，M2 4.5m，层间距较小。 M1整层开采，M2倾斜分层分两层开采。,近距离煤层群联合布置采区示例,识图：,近距离煤层群联合布置采区示例,近距离煤层群联合布置采区示例,工

7、艺特点：M1煤层：区段平巷单独布置，通过区段石门与采区上山联系；单一走向长壁采煤法。 M2煤层：布置区段集中巷，分层同采，倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法。上、下煤层共用一组上山；下煤层各分层共用区段集中平巷。,近距离煤层群联合布置采区示例,采区内巷道掘进顺序： 采区生产系统： 轨上进风 采区巷道布置特点： 下部煤层较厚，采区上山布置在下部煤层底板岩层中；两层煤上山联合，但区段不联合；下部厚煤层倾斜分层开采，在底板岩层中设区段集中平巷，利用石门或斜巷与煤层巷道联系；两条采区上山；煤层间由区段石门、溜煤眼等联系；同一区段内上、下煤层同采时，下煤层工作面需滞后上煤层工作面。,3.厚煤层（倾斜分层）采

8、区巷道布置,3.1一般简介 3.2采区基本情况,1-岩石运输大巷；2-岩石回风大巷；3-采区下部车场；4-运煤上山；5-轨道上山；6-采区上部车场；7-甩车场和石门；8-甩车道；9-区段轨道集中平巷(位于煤层顶部)；10-区段运输集中平巷(位于煤层底板岩层内)；11-联络眼；12-溜煤眼；13-区段回风石门；14-上分层运输平巷；15-上分层回风平巷；16-采区变电所；17-绞车房；18-区段溜煤眼；19-采区煤仓；20-中分层运输平巷；21-中分层回风平巷；22-行人联络眼,3.厚煤层（倾斜分层）采区巷道布置,3.3巷道掘进顺序 分层巷道是边采边掘，超前掘进。 3.4生产系统 3.5该采区巷

9、道布置的特点 采用了较多的共用岩石巷道：两条采区上山布置在煤层下部约20m的底板岩层内；在煤层底部约10m掘区段集中运输平巷，沿煤顶板布置区段集中轨道平巷(该巷在煤层内)；由区段集中平巷间隔布置联络斜巷、溜煤小眼、回风石门到达各分层平巷；各分层回采平巷不是沿采区一翼全长一次掘出，而是超前工作面分段掘进，即边采边掘，采后逐段报废。,第八章 采区巷道布置分析,8-1 运输、通风、巷道维护对采区巷道布置的影响8-2 区段平巷（顺槽）布置8-3 区段集中巷布置8-4 采区上、下山布置8-6 采区车场,8-1 运输、通风、巷道维护对采区巷道布置的影响,1.运输影响1.1区段平巷运输平巷运输有两种方式：输

10、送机运输；矿车轨道运输。输送机运输对巷道坡度变化有一定适应性，但要求巷道按中线进行施工。矿车轨道运输对巷道弯度有一定的适应性，不太适应巷道坡度变化。掘进时主要依据腰线进行施工。,1.运输影响,1.2上山煤炭运输皮带机运输：上山倾角18；链板输送机运输：运能小，在1828。上链式链板输送机最好（运能大、阻力小、电耗低、事故少、易修等）；自溜运输：铁溜槽、铸石溜槽或混凝土溜槽铁板衬底，在3035适宜；无极绳矿车运输：10,矿车直接进入采区，运能小。1.3采区上山辅助运输一般采用绞车有轨运输，25。采区生产能力小时，可与煤炭轨道运输用同一套设备， 即采区煤炭运输、 辅助运输用同一上山， 另设一回风上

11、山。,2.通风影响,为使采区内生产有较好的大气环境，采区通风要求：至少两条上山（一进一回），特殊情况（高瓦斯矿井等级以上）另设专用回风上山；若工作面需风量大，可采用双巷进风、双巷回风等措施。采准巷道风速要求 采区进、回风巷： 0.256m/s 回采巷道： 0.254m/s 联络巷： 0.25m/s,3.巷道维护要求,3.1影响采区巷道使用效果的主要因素 围岩性质 采动影响(本层及邻近层开采影响) 巷道支护形式 3.2巷道维护费 维护费单价：巷道单位长度每年维护所需费用（人力、物力），单位“元/年米”。,8-2 区段平巷（顺槽）布置,1.区段留煤柱护巷 1.1薄及中厚煤层 双巷掘进布置：上区段机

12、巷与下区段风巷统一布置；双巷同时一次掘出，轨巷超前， 其间设联络巷。,双巷掘进布置,优点：掘进通风容易；安全性好。进、出掘进面有两个出口，回采时避灾出口多； 风巷可超前勘探煤层变化，利于为机巷定向；泄水方便；易送物料到机巷（安装、维修）；为上、下采面及时接替创造条件 。缺点：下区段风巷受采动影响，维护时间长且困难；若设备放在下区段回风巷内，需重新移置电路和油管等；存在区段煤柱损失。,1.区段留煤柱护巷,1.2厚煤层倾斜分层开采的区段巷道布置三种基本形式：倾斜式布置 水平布置 垂直布置 分层平巷水平式布置,分层平巷倾斜式布置(两种) 分层平巷垂直式布置,2.沿空留巷,沿空留巷：保留上区段运输平巷

13、作为下区段的回风平巷。2.1 沿空留巷方式 前进式沿空留巷 后退式沿空留巷,2.沿空留巷,2.2 巷道靠采空区一侧的支护 维护巷道采空区侧顶板原则：巷旁支护带应有较大强度和较小的可缩量。具体支护措施：（1）砌筑矸石带；（2）架密集支柱或木垛；（3）架钢筋混凝土支座；（4）采用石膏充填带等。,2.1 巷道靠采空区一侧的支护,钢筋混凝土支座支护巷道采空侧 巷旁硬石膏充填,2.沿空留巷,2.2巷道支护 沿空留下的巷道，一侧是未采煤体，一侧是采空区，既遭受本区段采动影响，又受下区段的采动影响。要求：巷道支架应具有较大的支撑力和一定的可缩量。,3.沿空掘巷,3.1完全沿空掘巷 3.2留窄小煤柱的沿空掘巷

14、,3.3沿空掘巷应注意问题,掘进时间：应在上区段采空区顶板岩层活动稳定以后。 顶板活动一般稳定期：软松岩石，3个月； 中等硬度岩石，46个月；坚硬岩石，810个月。防止采空区矸石窜入巷道。留窄小煤柱的沿空送巷应严格掌握到采空区边缘距离，不能大也不能过小，可打钻或打小眼探测。防止冒顶事故。因顶板已下沉破坏一次，完整性差，较破碎，放炮应减少震动，顶板背严密等。,4.工作面通风方式与回采巷道布置,4.1工作面通风的要求符合安全规程，防止工作面上隅角瓦斯聚积；防止巷道或采空区漏风；通风系统简单；巷道有足够的通风断面(满足风速要求)。,4.2通风方式,U型通风通风系统简单，漏风少，风流线路长，变化大。

15、适用：瓦斯不太大。我国常用。Z型通风顺流通风方式，风路短，通风效果比U型好， 但需在采空区维护一条回风巷道。,4.2通风方式,Y型通风稀释回风流中的瓦斯。要求：设置边界回风上山。H型通风系统复杂，工作面通风量大。 W型通风用于对拉工作面。,5.对拉工作面巷道布置,上、下采面错距：一般5m ，木垛维护。对拉采面运煤方向：上采面下运；下采面上运。 三种通风方式： 适用条件：,6.工作面回采顺序,6.1采面后退式(区内后退式)由采区边界附近向采区上山方向推进的采煤顺序。适用：我国广泛应用。,6.工作面回采顺序,6.2采面前进式采面由采区上山附近向采区边界方向回采。区段平巷沿空留巷。优缺点：少掘巷；采

16、出率高；支护技术和手段要求高；防止巷道漏风。适用：少用。,6.工作面回采顺序,6.3采面往复式 上采面前进式，沿空留巷；下采面后退式，沿空留巷。优点：缩短搬家距离；采出率高；少掘巷道。适用：鸡西、阳泉、开滦均有应用。,6.工作面回采顺序,6.4往复旋转式综采面旋转180，往复回采，沿空留巷。优点：采面不搬家；少掘巷。缺点：采面煤损大；回采技术复杂；转折点控制难；设备折损严重。适用：少用。,8-3 区段集中巷布置,1. 区段集中平巷的布置方式区段集中平巷作用：便于集中运输， 选用大型运输设备；底板岩层集中巷克服了煤层巷道维护困难的缺点。,区段集中平巷布置方式： 机轨分煤岩巷 机轨双岩巷 机轨合一

17、巷 机轨双煤巷,机轨分煤岩巷,a-石门联系方式 b-斜巷联系方式1-运输上山；2-轨道上山；3-运输集中平巷；4-轨道集中平巷；5-层间运输联络石门（或斜巷）；6-层间轨道联络石门（或斜巷）；7-上区段分层超前运输平巷；8-下区段分层超前回风（轨道）平巷；9-层间溜煤眼；10-区段轨道石门（或斜巷）；11-区段溜煤眼；12-中部甩车场 优点：a、少一条岩石集中巷，岩巷掘进工程量少； b、机、轨巷同时掘进，轨巷超前，为机巷取直探明情况； c、下区段回采时可利用轨巷回风，便于上、下区段回采。缺点：煤层中设集中轨道巷，受采动影响，维护有一定困难。,机轨双岩巷,3-区段集中运输平巷； 4-区段集中回风

18、平巷优点：少维护或不维护；轨巷可作为下区段回风巷；缺点：岩巷掘进量大，准备时间长。,机轨合一巷,3-区段集中巷优点：a.少一条巷道，掘进费少；b.巷道断面利用率高；c.可利用轨道检修皮带（分巷布置时集中运输巷无轨道） 。缺点：a.断面大，且掘进时无煤巷定向，施工困难；b.存在与上山或其它巷道联系时输送机与轨道交叉问题（该区域一般提高输送机）；c.上、下区段同采时，难以独立通风。,2. 区段集中平巷的位置选择,原则：区段集中巷服务期较长，应布置在受采动影响小的区域。,3. 区段集中巷与各区段煤层平巷的联系,三种基本联系方式：石门联系煤层倾角较大（1520） 。区段集中运输巷以溜煤眼和石门与各区段

19、煤层平巷联系。运输方便。斜巷联系煤层倾角小，层间距较大。联络巷短，煤柱损失小；但不便辅助运输，需在斜巷上部设专门的提升绞车。立眼联系近水平煤层。主要用作溜煤眼。,8-4 采区上、下山布置,1. 采区上山位置 1.1煤层上山优点：掘进容易；可进一步了解采区地质资源情况； 联络巷道工程量少。缺点：巷道变形量大，维护费用高。应用：采区服务年限不长，具有较好顶、底板条件的薄及中厚煤层。1.2岩石上山岩石上山一般布置在煤层底板。优、缺点与煤层上山相反。,2. 上山数目,至少两条：一条运煤上山，一条轨道上山。下列特殊情况可增设12条上山：煤层厚度大或煤层数目多，采区储量大，生产能力大；高瓦斯矿井、煤与瓦斯

20、突出矿井；各煤层同采，上、下区段同采时应形成独立通风系统，等。,3. 上山布置方式,一煤一岩上山 两条岩石上山 两岩一煤上山 三条岩石上山,采区上山的位置（铅垂横截面图）,1-轨道上山；2-运输上山；3-通风、人行上山,4. 上山间相互位置,煤层或岩层稳定，可布置在同一层位上。大多数是运煤上山低于轨道上山35m： 有利于设置溜眼（区段溜煤眼长，容量多，起缓冲作用大） ； 有利于轨道上山布置甩车场（与区段平巷联系时，不存在与运煤上山交叉问题） ；回风平巷接轨道上山的石门短(辅助运输需要)。为了保证采区煤仓高度，运上高于轨上。采区涌水量大时，可将用于排水的上山（一般为轨道上山）布置低一些。煤层走向

21、方向上，上山间隔2030m 。上山提升运输方式对上山倾角的要求。,5. 上山与区段巷道联系,运煤上山与区段运输平巷一般采用溜煤立眼或溜煤斜巷联系，以增加运输能力；另设人行联络巷。轨道上山与区段轨道平巷煤层倾角较大时，一般采用石门联系，运输方便；倾角较小时，用斜巷联系，联络巷短，煤柱损失小，但需增设一台小绞车。,8-5 采区车场,1. 概述采区车场：采区上(下)山与区段平巷或与阶段大巷连接处的一组巷道和硐室的总称。采区车场的巷道包括甩车道、存车线及联络巷道；硐室包括采区煤仓、轨道上山的上部绞车房、采区变电所等。,1. 概述,选择采区车场形式的要求有： 车场通过能力应与采区生产能力相适应； 生产系

22、统完善、安全； 能适应采区机械化水平不断提高的需要； 开掘工程量少，便于施工和维护。 根据位置不同，采区车场可分为上部车场、中部车场和下部车场。,2.采区中部车场,采区中部车场：联结上山和中部区段平巷的一组巷道和硐室。 1.1采区中部绕道车场车场特点：轨道上山以倾斜的甩车道与水平布置的绕道（一般为顶板绕道）相连。绕道作用： 避免区段轨道巷与运煤上山平面相交。应用条件：运上、轨上同一层位上，单一薄及中厚煤层双翼采区。,采区中部绕道车场,采区上山甩车道由斜面单向进入水平面后再延伸至顶板绕道，在绕道内设调车线。,1.2采区中部石门车场,车场特点: 轨道上山以倾斜的单向甩车道与区段石门相连，在石门内设

23、储车线。,1.2采区中部石门车场,双石门车场布置特点：轨上石门区段回风(轨道)平巷；运上石门、溜煤眼区段运输平巷；石门内设储车线。单石门车场布置特点：轨上石门区段回风(轨道)平巷；运上人行斜巷、溜煤眼区段运输平巷；石门内设储车线。石门车场应用条件： 采区生产能力较大，采区上山布置在距煤层较远的底板岩层中。,1.3 采区中部平巷车场,车场特点：采区上山通过甩车道直接与区段平巷连接，在平巷中设储车线。采用双翼甩车时，一翼甩入顶板绕道后再到区段平巷，另一翼直接甩入区段平巷，否则两翼区段平巷的海拔高程(或工作面布置长度)不同。,1.3 采区中部平巷车场,优缺点：两异有各自独立的调运系统，通过能力大；增

24、加一个交叉点和甩车道，少开一段绕道；两个交叉点需上、下错开一定距离(便于施工、维护)，与两翼区段平巷连接的工程量不同，或双向甩入不同标高的区段平巷，致使两翼工作面布置长度(倾斜方向)不同；巷道交叉点不易维护；采区两翼之间的联系不方便。适用条件：地质构造等原因使两翼区段巷位于不同标高。,1.4 采区中部吊桥式车场,区段以石门与轨道上山直接联系，处于同一倾向剖面上，利用吊桥进行轨道连接。该种车场结构简单，开掘工程量少，施工方便，矿车运行比较安全，但通过能力较小。,2.采区上部车场,2.1采区上部平车场上部平车场特点：轨道上山落平以后以水平巷道经过联络巷与采区回风石门、区段轨道平巷、总回风巷连接，在

25、平巷内布置储车线及调车线；绞车房与上部平车场在同一标高上。 根据调车方向，又分为顺向平车场和逆向平车场。 注意：上山下部的起坡点和上部的变坡点位置,2.1采区上部平车场,顺向平车场 逆向平车场1-运输上山；2-轨道上山；3-绞车房；4-采区回风石门；5-绞车房回风道；6-平车场；7-总回风大巷；8-联络石门(也是第一区段的回风石门),2.1采区上部平车场,顺向平车场：矿车在车场内运行不改变方向。逆向平车场：矿车在车场内运行需改变方向。选择原则：轨道上山落平点(变坡点)、绞车房及第一区段回风平巷三者间间距不大时，宜选顺向平车场。否则，因有较长的上部石门，可选逆向平车场。,2.2采区上部甩车场,2

26、-采区回风石门；6-顶板绕道和甩车道；14-绞车房；10-区段回风平巷,2.2采区上部甩车场,车场布置特点：以倾斜甩车道与水平布置的石门、平巷或绕道联系；绞车房高于回风水平， 利用联络斜巷与采区回风石门或水平总回风大巷联系。 按甩车方向分：单向甩车；双向甩车。,2.2采区上部甩车场,优缺点：利用自重甩车，通过能力大；车场工程量小；绞车房高，不易维护；绞车房需有专门的回风道，存在下行通风，通风困难。,2.3采区上部转盘式车场,特点：轨道上山落平后与区段轨道平巷在同一水平面垂直相交，利用转盘调车。转盘式车场巷道工程量小，调车简单，但工人劳动强度大，车场通过能力小。,3.采区下部车场,采区下部车场：

27、采区上山与阶段运输大巷联接处的一组巷道和硐室的总称。采区条件：采区运输上山布置输送机运煤和利用轨道上山进行辅助运输。采区下部车场分类：按采区煤炭装车地点不同，采区下部车场可分为：大巷装车式；石门装车式；绕道装车式。,3.1大巷装车式采区下部车场,注意上面两个图也是每年都考,3.1大巷装车式采区下部车场,车场布置特点 a. 采区煤仓的煤炭直接在大巷车站内装入矿车或输送机，运输上山另设人行联络巷与大巷联系； b. 轨道上山(辅运) 与大巷通过水平布置的绕道连接； c. 轨道上山与大巷连接的两种方式：顶板绕道上山倾角12，起坡点落在大巷顶板，且顶板围岩稳定。底板绕道当上山倾角12，上山提前下扎于大巷

28、底板变平，且底板围岩稳定。,作业: 采区轨道上山在采区下部车场与水平运输大巷联系。分别绘制如下条件的采区下部车场的平面图和剖面图： 1.采用顶板绕道联系； 2.采用底板绕道联系。,3.1大巷装车式采区下部车场,优缺点及应用条件优点：布置紧凑，工程量省；调车方便。缺点：影响大巷通过能力。应用条件：采区生产能力不大，大巷运输不紧张。,3.2石门装车式采区下部车场,想象采区下部车场的空间形态,3.2石门装车式采区下部车场,3.2石门装车式采区下部车场,车场布置特点运煤上山通过采区煤仓和人行巷与采区石门连通，在石门内装车；轨道上山通过水平布置的绕道与采区石门连通。优缺点及适用条件优点：工程量相对较小；

29、调车方便；通过能力大；不影响大巷运输。缺点：石门长度有时不够长，要将车场延伸到煤层平巷内或向煤层顶板延伸。应用条件：采区石门有足够的空、重车储车线长度。,3.3绕道装车式采区下部车场,3.3绕道装车式采区下部车场,车场布置特点在大巷底板侧开掘很长的水平布置的绕道作为运输上山下部装车站， 另设人行联络巷；轨道上山通过绕道与长度较小的采区石门相连。优缺点及应用条件优缺点：车场岩石开掘工程量大，但在绕道中装车、调车，不影响大巷运输。应用条件：采区运输石门短，采区生产能力大且大巷运输繁忙。,3.4 布置采区下部车场应注意的问题,满足煤炭转载、辅助运输、进风、行人等要求；轨道上山起坡角25；轨道上山顶板

30、或底板绕道出口朝向井底车场方向，并与水平大巷通过线接轨； 注意采区最后一个区段的煤炭运输途径。,采区车场总结,第九章 采区主要参数和采区设计,9-1 采区主要参数选择9-2采区巷道联合布置选择9-3 采区设计,9-1 采区主要参数选择,1. 区段斜长和区段数目条件：采用走向长壁采煤1.1区段斜长 h=L+b+B b-区段运输平巷、回风平巷斜宽之和，一般69m；B-区段煤柱斜宽，一般015m； L-回采工作面布置长度。 回采工作面布置长度的影响因素：地质条件、技术条件（设备）、通风能力等；当前开采技术条件，工作面长度为80250m。,1.2 区段数目,区段数目n： n不为整数，应在工作面合理长度

31、允许范围内调整各区段斜长，一般取5 m的整数倍。一般而言，缓斜煤层 n = 4 5（个）；倾斜、急斜层： n 2 3（个）。,2.采区生产能力,采区采煤能力： A采=（1+ki）ai i=1,2,mm-采区内同采工作面数；ki-第i个工作面掘进出煤率，一般小于10%；ai-第i个工作面产量，受工作面落煤、运输、通风、顶板管理等因素影响，即： ai=min(a采，a运，a通风，a顶),2.采区生产能力,采面年进度（m/a）：综采1000 1200m; 普采 600m；炮采400 500m。采区同采工作面数目： 缓倾斜煤层：综采、普采1 2个采面同采； 急斜煤层：炮采2 3个采面同采。,3.采区走

32、向长度,采区走向长度 = 两翼采面连续推进长度 + 采区间煤柱宽度+采区上山煤柱宽度 加大采区走向长度：相对减少上（下）山、车场及硐室掘进工程量；减少采区边界煤柱、上（下）山煤柱损失；增大采区储量和服务年限，利于采掘工作面接替；利于采区和矿井合理集中生产，提高采区产量；减少采面搬家次数。,3.采区走向长度,3.1地质因素影响断层、褶曲、煤层倾角或厚度急剧变化地带等地质构造影响采区划分，影响采区走向长度；需在河流、湖泊或铁路下面留保安煤柱时，尽量以此为采区边界；煤层顶底板岩性(影响平巷的维护难易程度)；煤层的自燃性，采面开采期限要小于煤的自燃期限。,3.2技术因素,运输 a.区段平巷用链板输送机

33、：多台串联、事故多，费用高，不超过5台为宜。采区一翼为400500m；双翼采区走向长度为8001000m。b.区段平巷用胶带输送机：胶带宽800 mm：500 m；胶带宽1000 mm：800 1000 m。采区一翼长可达500m1000 m；双翼采区走向长度为10002000m。 c.矿车运输：运能低，事故多，走向长度更小。,3.2技术因素,掘进 联合掘进机掘进、炮掘，配以刮板机、胶带机、局扇。采区一翼不宜超过1000 m ，主要受局扇通风距离影响。供电 采区供电电压380V时，采区一翼长400 m ；660V时，长度700 m；若综采工作面采用移动式变电站，一翼可达1000 m以上。即采区

34、内的供电条件限制采区走向长度的选择,3.2技术因素,区段巷道维护技术煤巷维护困难，随采面推进，受采动影响，多次维修；区段岩层集中巷可改善回采巷道维护状况，缩短维护时间，有利于加大采区走向长度。巷道支护： U型钢棚、工字钢梯形棚、锚杆支护使限制巷道长度；锚网支护可加大巷道长度。,3.2技术因素,设备检修时间液压支架检修期：一般而言，倒面周期一年左右。即：综采设备连续推进时间 + 检修倒面时间 = 1年。,3.3经济因素,经济合理的采区走向长度：吨煤费用最低采区走向长度增加吨煤费用减少部分：石门、上山掘进费、切眼掘进、设备安装费，曲线。 采区走向长度增加吨煤费用增加部分：区段巷道维护费，曲线。 采

35、区走向长度与吨煤费用基本无关：区段巷道掘进费，曲线。 合理的采区走向长度： 综合曲线的最低点。,3.4经验统计,采区走向长度一般不应小于下列数据： 普采、炮采缓倾斜、倾斜煤层双翼采区 10002000 m。 综合机械化采煤：跨上山连续回采10001200 m ；不跨上山回采2000 m 。急斜煤层：双翼采区走向长1000 m ；单翼采区走向长500 m 。,4. 采区斜长,近水平煤层， 5 8 时，采区斜长1000 1500m； 以上，采区斜长约800 1000m。,5.采区资源采出率,5.1采区回采率 采区开采过程中的煤炭损失包括两部分： 回采工作面落煤损失,一般37%； 煤柱损失：区段煤柱

36、、上(下)山煤柱、采区边界隔离煤柱、采面隔离煤柱等。 煤层 国家规定的采区回采率 厚煤层 0.75 中厚煤层 0.8 薄煤层 0.85,5.采区资源采出率,5.2工作面回采率 煤层 国家规定的工作面回采率 厚煤层 0.93 中厚煤层 0.95 薄煤层 0.97,5.采区资源采出率,5.3 提高采区资源采出率途径 减小煤柱尺寸； 尽量回收煤柱； 合理加大采区尺寸； 减少工作面开采损失。,9-2采区巷道联合布置选择,1.采区巷道联合布置的特征主要特征：采用共同巷道。如采区集中上（下）山、区段集中平巷。 2.采区巷道联合布置类型集中联合布置（大联合）采区开采范围内的煤层采用集中上(下)山和区段集平巷

37、(一套平巷或分组集中平巷)。用于煤层数少、层间距小的采区。上山联合和区段分层布置煤层层间距较大，煤层薄或顶板稳定等。轨道上山联合和运煤上山分开布置因煤层间距或煤质等原因需分煤组或分层开采时；区段平巷可集中布置也可分层布置。分组大联合可采煤层分组，分别布置上山，组内设共用巷道。,9-3 采区设计,1. 要求生产系统完善；为矿井合理集中生产和持续稳产、高产创造条件；尽量简化巷道系统，减少巷道掘进和维护工作量；有利于采用新工艺、新技术，提高机械化、自动化程度；煤炭损失少；安全条件好，等。2. 依据已被批准的采区地质报告，包括地质说明书和图件；矿井生产、接替和发展对设计采区的要求。,9-3 采区设计,

38、2.采区设计程序和内容设计程序：收资阶段；设计阶段；审批阶段；贯彻实施阶段。 采区方案设计设计说明书：采区范围；地质资源条件；采区储量；采区生产能力和采区服务年限；采区巷道布置；生产系统；采煤方法和回采工艺；采掘机械设备选择；安全技术管理等内容。工程图：采区巷道布置(方案)平、剖面图、采煤方法图。采区施工图设计包括：采区巷道断面，采区上、中、下部车场，巷道交叉点和采区硐室等工程的施工设计，确定有关尺寸、工程量、材料消耗、工序、施工设备和人员组织等，绘制相应的图纸和表格。,第十章 盘区和倾斜长壁开采的巷道布置,10-1近水平煤层盘区巷道布置10-2 倾斜长壁开采时的巷道布置,10-1近水平煤层盘

39、区巷道布置,1.盘区巷道布置类型和特点 1.1上山盘区 单一薄及中厚煤层上山盘区a. 盘区轨道上山不专设中部车场，仅把交叉部分调平与平巷联结；b.区段回风平巷与轨道上山交叉部分需设风桥，以解决进、回风流平面交叉问题。,1.1上山盘区,联合布置上山盘区条件： M1和M2煤层为中厚煤层，层间距H=10 15m；低瓦斯矿井，地质构造简单， ；走向长壁采煤法。注意:14-材料斜巷,联合布置上山盘区,巷道布置特点“运上”5布置于M2层中，“轨上”4布置于M1层中；区段平巷单巷布置，对拉工作面，10和12 、11和13重迭布置；区段平巷与上山联系，11与4直接相连，11通过15与5相连；斜巷14和21运料

40、、行人、进风、回风；水平运输大巷1布置于M2底板岩层中，总回风巷2布置于m2中。,联合布置上山盘区,上山与大巷联系：轨上41631；运上5761；运上5961。生产系统：盘区下部采用绕道装车式车场开采顺序：煤层间，下行式；区段内（走向）：区内后退式；区段间（倾向）：上行、下行式。,上山盘区巷道布置的特点(与采区比较),a.一般来讲，区段垂直划分；b.上山与区段联系一般用溜煤眼、斜巷，不用石门；c.水平总回风巷可临近水平运输大巷，盘区上山采用下行通风方式；d.一般来讲,为便于设置盘区煤仓和有利于大巷维护，水平大巷在煤层底板离煤层较远，使大巷与上山有较大高差，则大巷与轨道上山有一段过渡的材料斜巷，

41、需增设一台绞车。应用条件：上山盘区一般用于煤层倾角稍大的条件下。,1.2石门盘区,定义：自水平大巷开掘石门作为盘区主要运输巷道的盘区，称等为石门盘区。应用：倾角更小的煤层。,石门盘区的巷道布置举例： 煤层M1、M2、M3分别厚0.9、4.4、4.5 m，层间距3.3、2.6 m。 = ，低瓦斯，盘区走向2200m， 倾斜长800 1000m，走向长壁采煤法。,薄及中厚煤层群石门盘区巷道布置,1.2石门盘区,巷道布置特点：a.运输大巷1置于距底部煤层约20m的底板岩石中（运输水平），回风大巷2置于距底部煤层约10m的底板岩石中（回风水平）；b.盘区运输石门3置于底部煤层的底板岩石中，轨上4置于距

42、底部煤层约10m的底板岩石中；c.区段集中机巷6（作为第2区段的集中轨巷7）和集中轨巷7置于距底部煤层约8 10m的底板岩层中， 利用斜巷与上部煤层巷道联系；d.各煤层（或分层）区段平巷均超前（两个溜煤眼及斜巷间距）回采工作面掘进。,1.2石门盘区,生产系统： 改进型的石门盘区 a.采用对拉采面的石门盘区b.水平大巷的电机车直接进入区段集中平巷的石门盘区：当 小时，煤层稳定时用。 c.盘区石门与上山混合布置：煤层变化大时。,1.3石门盘区与上山盘区的比较,将上山盘区煤炭的倾斜运输改为水平运输，便于电机车进入盘区，运输环节少，运输能力大；盘区主要巷道(运煤)离煤层距离增加，便于设置起缓冲和调节运

43、输作用的区段溜煤眼；穿岩石门，便于维护。,1.4盘区巷道布置特点,区段划分为规则矩形，区段巷道沿中线掘进；倾斜方向，区段间开采顺序灵活；轨道上、下山可用无极绳绞车运输。,2.煤层群盘区巷道布置分析,2.1盘区主要巷道数目及位置盘区主要巷道：一般两条，一条煤炭运输，一条辅助运输；一般布置在底部煤层或煤层底板岩层内。 2.2 盘区巷道之间的联系盘区巷道与大巷、盘区巷道之间的联络巷道主要是材料斜巷、溜煤眼(立眼、斜眼)、通风人行斜巷。,2.2 盘区巷道之间的联系,轨道上山与大巷或石门联系的材料斜巷布置形式a.材料斜巷平行大巷布置；b.材料斜巷垂直大巷布置；c.材料斜巷布置在石门一侧。 区段集中平巷与

44、盘区石门及上山的联系 区段集中运输平巷一般以一个溜煤眼和一条进风人行斜巷与盘区运输石门或运输上山相连；区段集中回风平巷以材料斜巷与轨道上山相连。,2.2 盘区巷道之间的联系,区段集中平巷与煤层平巷的联系 a.立眼-斜巷联系 b.两条斜巷联系 2.3盘区内开采顺序盘区内一般采用上行式开采，即区段上行，准备工作量小，投产快；中央并列式通风，为避免盘区上山两侧采空后漏风，以及解决上山维护困难的问题，宜采用下行式开采顺序；分区式通风，上行式或下行式均可；煤层含水量大，宜采用上行式开采顺序。,10-2带区（倾斜长壁开采）巷道布置,1.矿井阶段内带区式巷道布置1.1单一薄及中厚煤层带区,1.1单一薄及中厚

45、煤层带区,巷道布置特点无上(下)山；大巷与回采巷道连接：带区煤仓、进风人行斜巷接工作面运输巷（条带运输斜巷）；大巷经一绕道与工作面回风巷（条带回风斜巷）连接；工作面运输斜巷下部抬高，以便布置煤仓；两个分带共用一个带区煤仓，采用对拉工作面布置，适用于普采、炮采；每一个分带用一个带区煤仓，适用于综采；煤运输一般采用胶带输送机；轨道辅助运输一般用无级绳绞车、单轨吊车、卡轨车和齿轨车运输；工作面推进长度即为阶段斜长，可达10001500m。,1.2厚煤层带区,厚煤层倾斜长壁工作面巷道布置 1-水平运输大巷；2-水平轨道大巷；3-水平回风大巷；4-进风运料斜巷；5-煤仓；6-条带集中运输巷；7-条带集中

46、轨道巷；8-联络斜巷；9-分层运输巷道；10-分层回风巷道 注意:集中运输巷集中轨道巷均为倾斜式布置,1.2厚煤层带区,因支护原因，各分层一般采用集中布置，即在底板设条带集中斜巷，其布置原则和影响因素与厚煤层采区区段集中布置时相同；条带集中巷以双斜巷形式与各分层回采巷道相连，同盘区区段集中布置时一样，但斜巷布置方向沿煤层倾斜方向。,1.3近距离煤层群带区,煤层群倾斜长壁工作面巷道分层布置 1-水平运输大巷；2-水平回风大巷；3-材料斜巷；4-煤仓；5-进风行人斜巷；6-工作面运输巷道；7-工作面回风巷道 问题：如分煤层布置工作面,分层的煤炭运输?,1.3近距离煤层群带区,各煤层回采巷道与水平大

47、巷的联系方式仍有分层布置和集中布置两种。 分层布置大巷以带区煤仓、进风人行斜巷与各煤层工作面运输斜巷连接，以材料斜巷通过甩车道与工作面轨道斜巷接通。集中布置巷道系统与厚煤分层开采时相同。两种布置方式比较分层布置优点：巷道岩石工程量少；工作面无边采边掘问题；工作面煤炭经工作面运输斜巷直接进入带区煤仓，运输环节少，系统简单；缺点：若条带斜长较大, 工作面斜巷维护较困难； 工作面斜巷辅助运输比较困难(倾角小)。,2.带区巷道布置特点,取消了采区(盘区)上、下山，巷道系统简单；同走向长壁开采相比，回采工作面的布置方向和回采方向不同。适合采用对拉工作面布置(不存工作面内煤炭上拉问题)；根据煤层厚度、软硬

48、、瓦斯含量、顶板水状况等可选择倾斜推进和俯斜推进。回采顺序灵活。,3.带区布置优缺点和适用条件,3.1优点（同走向长壁开采的采区相比）巷道系统简单，大巷通过联络巷直接进入工作面巷道；减少了运输环节，节省运输设备和辅助工人；推进时，工作面可保持固定长度，为综采创造有利条件(不增减工作面支架和输送机长度)；通风线路缩短，有利于通风，通风费用少，少一些通风建(构)筑物；能适应一些特殊的地质条件要求，如倾斜断层、淋水、瓦斯涌出量大（可俯斜推进）等；技术经济效果比较显著，如工作面单产、巷道掘进率、回采率、工效和吨煤成本等。,3.带区布置优缺点和适用条件,3.2存在问题条带斜巷长，不便于辅助运输和行人， 维护相对困难；大巷装车点多。3.3应用条件目前采掘设备都是按走向长壁开采条件设计、制造的。所以，倾斜长壁开采一般用于煤层倾角12以下，最好是8以下的煤层。,